Kaip greitai juda elektros srovę per laidų
Jūs tikriausiai iš karto pasakyti, kad elektros srovės greitis yra lygus šviesos greičiui, ir jums bus negerai. Šiame straipsnyje aš paaiškinti paprastą pavyzdį, kaip ir kokiu greičiu ji juda elektros srovę per laidų.
Paimkime, pavyzdžiui, imituoti tokią situaciją:
Leiskite mums turėti lemputę prijungtas prie pastovaus elektros tiekimo dviejų laidų ekranuotas kabelis, kabelio ilgis yra 10 kilometrų.
Dabar, jei mes savo ruožtu ant šios grandinės jungiklis, lemputės užsidegs 10 km / 300 000 km / s, su 10 km - yra mūsų laidininko ir 300,000 km ilgis / s - yra sklidimo elektromagnetinio banga (šviesos) vakuume greitis.
Tai yra, skaičiavimai, it turns out, lemputė užsidega pagal 0.00003333 sekundžių arba 33,333 mikrosekundžių (negali būti priimtas dirigentas talpos). Iš to išplaukia, kad "elektronų judėjimą" plitimą per kreipiamasis laidas su šviesos greičiu.
Bet faktas, kad elektronai pradeda judėti vienas po kito su šviesos greičiu, nereiškia, kad jie juda laidininku su tuo pačiu greičiu.
Čia, šviesos greitis, tai yra norma, kurioje dalelės pradeda judėti vienas už kitą, ir pereiti per laidininką, jie gali ne tik keletą milimetrų vienetui normą laiko.
Neaišku? Leiskite man paaiškinti, kodėl.
Taigi mes uždaryti grandinę paspausdami jungiklį. Šiuo metu elektronai pradeda palikti neigiamą gnybtą mūsų jums kondensatorius, taigi ten yra sumažinti Lauko dielektrinė kondensatoriaus ir elektronų (iš prijungto dirigentas) pradėti eiti teigiamo poliaus kondensatorius.
Tokiu būdu, galimas skirtumas tarp kondensatorių plokščių mažėja. Ir dėl to, kad į, prisijungimas laidininko dalį į judėjimą elektronai, jų laisva vietos užima elektronų iš gretimo dalį vielos (elektromagnetinių laukų uždarytos grandinės).
Šis juda plinta toliau per dirigento, o po tam tikro laiko pasiekia mūsų bendrą lemputę ir teka dabartinius priežastis, kad ji švyti procesas.
Pasirodo, kad elektrinio lauko pokyčių dirigentas platinamas karto, bet padaryti dalelės turi daug lėčiau.
Analogija su tekančiu vandeniu
Leiskite, kad būtų lengviau suprasti analogiją su vandentiekio.
Įsivaizduokite tokią sceną: paleidus vandens siurblys, taip pat yra toli už miesto ir vos frakcija sekundžių (slėgio pasikeitimas propaguoja, kai vidutinis greitis 1400 km / s) turi nuo vandens srauto vamzdžio pradžioje. Bet tai ne tas pats vanduo, kuris ką tik išlaikė per siurblį, "sutraiškyti" vandens molekulės plitimas su dideliu greičiu, ir molekulės patys judėti daug lėčiau.
Ir su elektros srovės judėjimą.
Ir kaip kintamosios srovės
Na, atrodo, būti nuolatinės srovės yra daugiau ar mažiau tampa aišku, ir taip pat gali būti antrą logiškas klausimas: O kaip yra dalykų, kintamoji elektros srovė?
Tiesą sakant, skirtumas čia yra tik dėl to, kad kintamoji srovė keičia kryptį 50 Hertz dažnio metu. Bet visa tai priklauso nuo tų pačių veiksnių greičiu kaip ir nuolatinės srovės atveju.
Santrauka ir išvados
Taigi, galime peržiūrėti srovę. Taigi, jei dirigentas neturi įtakos elektromagnetinio lauko, elektronų viduje viela judesio vyksta visiškai chaotiška tvarka.
Kai laidininko yra elektrinis laukas poveikis, priklausomai nuo tokių faktorių kaip temperatūros laidininkas medžiaga, galimas skirtumas, elektros srovė greitis gali skirtis nuo 0,6 iki 6 milimetrų vieną per laiko vienetą. Kaip matote, tai yra, vertės nėra labai toli nuo šviesos greičio. Ir tai yra apskaičiuojamas pagal šią formulę:
Kur n - laidininko skerspjūvio plotą, e - - priklauso nuo dalelių įkrovimo, aš - Intensyvumas srovės laisvų vežėjų, S tankis.
Tai viskas, ką aš norėjau pasakyti, apie elektros srovės greičio per laidų. Jei straipsnis buvo naudingas jums, jums bus dėkingi, kad patinka. Dėkojame už Jūsų dėmesį!